¿Velocidad de las moléculas de gas real?

Question

Se sabe que la velocidad de las moléculas de gas ideal se puede calcular utilizando la ley de distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann de las velocidades moleculares, con la velocidad promedio dada como:

$\overline{v}=\sqrt{\frac{8RT}{\pi M}}$

¿Cuál sería la velocidad promedio correspondiente para un gas real (que no está en condiciones normales de temperatura y presión)?

Answer 1

Hay una cosa importante que tener en cuenta sobre tu pregunta, que es la comprensión de la relación entre matemáticas y física. La física utiliza ecuaciones matemáticas para describir la realidad. Las ecuaciones de física son aproximaciones y pueden asumir ciertas condiciones (presión, temperatura, etc.) para ofrecer una ecuación que es estrictamente verdadera bajo esas ciertas condiciones. Por lo tanto, las ecuaciones de física como la que proporcionaste tienen límites en donde son verdaderas.

Para encontrar la velocidad promedio de los gases reales, necesitarás definir estrictamente las condiciones bajo las cuales se encuentra tu gas. Aunque la velocidad promedio de los gases dada por la distribución de Maxwell-Boltzmann puede ser precisa, aún puede desviarse de un gas real sobre el cual estás preguntando porque puede estar bajo condiciones diferentes. Puede que necesites agregar o restar algún término a la ecuación que proporcionaste para que coincida con tu gas real.

En resumen, no hay una velocidad correspondiente para un gas real en el sentido de que "ninguna ecuación de física hasta la fecha es perfectamente precisa para describir la realidad".

Puede que tengas una ecuación muy precisa y precisa que corresponda a la realidad, pero aún así sirve como una aproximación. Lo bueno es que dependiendo del sistema que estés estudiando, a veces no necesitas tanta precisión y tu ecuación de física puede tener una precisión que puede superar al sistema en cuestión. Este sería el caso en el que tu ecuación de física sería equivalente a describir la realidad, pero realmente necesitas especificar tu sistema primero.

Además, dado que la ecuación está describiendo una velocidad promedio, significa que podrías tener una distribución de velocidades que tenga una gran dispersión o una pequeña dispersión.